物理机理

摘要： 激波是指传播速度大于声速的扰动波波面前后流场速度、温度、压力等物理量呈现强间断.激波及其诱导的复杂流动广泛存在于核聚变能源、航空发动机、国防尖端武器等重大工程应用中已成为高速流动领域的重要前沿研究方向在高速空气动力学、涡动力学、流动稳定性、湍流生成演化机理等方面有着重大的科学意义.目前我国学科前沿研究和国家空天科技领域的重大需求带给激波和激波管领域的科技工作者一个新的机遇.然而由于在实际工程中存在极端环境条件已有实验数据非常有限缺乏深刻的物理机理认识深入开展与之相关的基础科学问题研究至关重要.

摘要： 从脑科学和认知科学到人工智能,我们能够从生物物理机理中得到什么启发?推动认知人工智能,不仅需要“感知”也需要“认知”。本文首先对人工智能与深度学习的发展脉络进行了梳理与反思,在此基础上浅谈认知建模、自动学习和渐近演化。

摘要： 瞬态电离辐射激励强电磁脉冲的物理概念来源于核爆炸产生的各类核电磁脉冲,随着科学技术的发展,激光惯性约束聚变以及辐射模拟等大科学装置面临的电磁兼容问题中同样存在与核电磁脉冲物理机理类似的电磁脉冲环境,这类电磁脉冲激励的初始源都是瞬态的电离辐射,不需要天线发射,环境更加复杂。这类电磁脉冲环境峰值场强高、频谱范围宽、作用范围广,有时与瞬态电离辐射同时存在,带来更多的机理、测量、效应以及防护问题。该书作者孟萃长期从事电离辐射激励电磁脉冲的物理机理及效应等研究工作,参加了国际电工委员会IEC SC77C分会的标准制定、修改,负责制定了我国的高空核电磁脉冲辐射环境国家标准,这本专著是作者及其团队多年研究成果的总结。

摘要： 数字岩石物理学是岩石物理学的一个新分支。数字岩石物理包括数字岩心构建、数值模拟、综合分析3个部分。数字岩心构建是数字岩石物理学的基础,为数值模拟提供高分辨率模型。数值模拟是数字岩石物理学的核心,基于数字岩心模型,利用有限元法、随机游走法等数值算法计算岩石电学、声学、输运和核磁共振弛豫等岩石物理参数。对数值模拟结果综合分析,可以研究电流传导、弹性波传播、流体渗流、核磁共振弛豫等岩石物理的响应机理、响应特征,还可以分析不同微观因素的影响规律,以及为地层评价提供模型等。系统阐述了数字岩石物理学在致密砂岩、页岩、碳酸盐岩、干热岩等地层评价中的应用,总结了数字岩石物理学的应用场景和应用条件,并展望了未来发展前景。研究表明,作为宏观岩石物理参数与微观因素之间的桥梁,数字岩石物理学是兼具理论岩石物理与实验岩石物理元素的新手段,必将发挥更大作用。

摘要： 系统地研究了最基本的单/双金纳米球系统的共振峰移动、局域场增强和消光谱等光学响应行为.发现在双金纳米球系统中,入射光除了能激发每个金纳米球的局域表面等离激元共振模式外,调整金纳米球间隙可使共振模式间产生强烈耦合,使系统局域场增强因子进一步提升,并增强光学传感能力和消光系数.有趣的是,受限于有限的局域场增强体积,具有高局域场增强因子的间隙为2 nm的双金纳米球系统的消光系数大幅降低,其消光系数和光学传感能力均低于5 nm间隙的系统.研究表明,双金纳米球系统的光学传感灵敏度不是由局域场增强幅度直接决定的,而与系统消光系数有相似的变化行为.这些结果可指导金纳米双颗粒和多颗粒系统的设计,为表面拉曼散射增强和光学传感等方面的应用提供创新性思路和方案.

摘要： 高中物理为什么难学?其中有一个主要原因是因为物理比较抽象,它所蕴含的物理机理往往比较深奥,很难悟透.如果在物理教学中能够采用恰当的类比法,有时可能会收到意想不到的效果,能够将抽象的、深奥的、晦涩的物理问题深入浅出地表达出来,使问题变得浅显易懂,形象直观,易于理解.

摘要： 关键结构承受机械载荷作用,加速了结构中缺陷的产生及演化甚至结构破坏。因此,结构中缺陷及应力的检测及量化具有重要的工程应用价值。现有的电磁检测技术可有效识别结构中的缺陷,在工程中最常用,近几年也被用于对应力的检测。四川大学特聘研究员李红梅多年潜心研究对缺陷三维形状和应力分布状态的精确成像这一关键性问题,开展了大量的应力/缺陷的电磁学表征方法及其物理机理的研究工作。

摘要： 当电子器件基本单元--晶体管的尺寸进入到亚纳米尺度,量子效应将越来越显著。探索极端尺度下的晶体管器件并研究其性能和物理机理,对未来信息技术以及介观物理学的发展具有深刻的意义。近期,在国家重点研发计划"纳米科技"重点专项的支持下,中国科学院物理研究所研究团队成功构建了尺寸小于1纳米,由单个分子构成的晶体管器件并实现了功能调控。

摘要： 变压器油纸绝缘沿面放电起始与发展的物理过程较为复杂,放电机理尚未明确。本文通过对油间隙放电针-板电极模型和油纸绝缘沿面放电针-板电极模型进行试验测量和数值模拟,获取并分析油间隙放电和油纸绝缘沿面放电在不同纸板厚度、不同沿面距离下的放电特性和放电机理。结果表明:直流电压下,油纸绝缘沿面闪络电压低于油间隙击穿电压的原因在于绝缘纸板的存在不仅改变了电场的分布,使针尖处平行电场分量增大,流注放电的起始电压降低,还阻碍了空间电荷的扩散,加剧电场畸变程度,提升流注的发展速度。另外,由于绝缘纸板的存在,油纸绝缘沿面放电流注的起始过程也不同于油间隙放电流注的起始过程,存在着流注通道向绝缘纸板贴合的过程。增大纸板厚度可使针尖处平行电场分量增加,流注放电的起始电压降低,流注的发展速度变缓,沿面闪络电压降低。油纸绝缘沿面闪络电压随沿面距离的增加而增大,其呈现非线性变化是由于流注在向自持放电阶段发展的过程中,受外施电压的作用逐渐减弱,空间电荷畸变电场的作用占主导地位。

摘要： 自然界和实际应用中广泛存在复杂界面流动,往往具有多介质、多过程、多物理场等特征.一定条件下,流体界面扰动传播产生的不稳定模态控制整个流场,从而引起界面不断演化和发展.基于微纳尺度流动开展深入的基础研究工作,提出多相射流生成新方法,利用先进的实验手段和不稳定性理论获得了流场界面演化的复杂过程和内在机制,并重点关注复杂界面流动所涉及的关键科学问题,包括多介质界面流动的实验和理论分析方法、流体界面不稳定性的演化规律和物理机理以及极端条件下复杂界面流动的有效调控等.微纳尺度流动在制备微纳胶囊方面存在一定优势,具有重要的应用价值.

摘要： 2008年汶川地震前,发现震中附近电离层异常变化.此后,地震电离层异常效应倍受关注.中国电波传播研究所在国防科技工业技术基础及自然基金等项目的支持下,开展震前电离层异常特征及其物理机理研究.本文主要介绍近年来中国电波传播研究所(CRIRP)在震前电离层异常物理机理方面的研究进展,指出我国电离层地基测量数据丰富，但是缺乏电离层天基测量数据，机理研究处于起步阶段。因此，加强合作，优势互补，联合攻关，以进一步深化地震电离层异常研究，无疑将推动地震电离层异常机理研究的发展。

摘要： Cyberspace给建模与仿真带来了新挑战.如何对Cyberspace进行建模与仿真,需要寻找、探索新的路径与方法.基于这种考虑,本文对Cyberspace影响比较显著的几个重大课题的建模与仿真进行了研究.基于高维网络方法,构设了Cyberspace物理域、信息域、认知域一体化建模框架.基于Cyberwar的可能场景,研究了Cyber攻击与防御的物理机理和毁伤效应.基于多网络互联可能发生的级联灾难,建立了多网络脆弱性分析模型.论文最后,基于模型分析和仿真结果,给出了Cyberspace安全防护的主要结论和建议.

摘要： 本文对大气等离子喷涂(APS)和物理气相沉积(EB-PVD)热障涂层(TBCs)的辐射特性进行实验测量和理论研究,对辐射传输的物理机理进行了深入探讨,研究结果表明涂层的微观结构对辐射特性有着显著的影响,其中晶格边界的排列以及涂层孔隙特征(孔隙的大小,形状以及分布)是两个最为重要的影响因素.与传统的APS涂层相比,柱状,孔隙竖直排布的EB-PVD热障涂层在波长为400nm～10μm范围内呈现了高透射,低反射和强吸收的特性.这种独特的柱状微结构将会显著增加总体的辐射热流从而提升合金基底的温度.工程上,通过优化涂层的微结构,可以明显降低金属基底的温度,从而对工作部件进行更好的防护.

摘要： 2013年7月4日、8-13日、14日、18日出现了4次暴雨天气过程,都是有高原上青海东南部生成的切变辐合线引起,其中8-13日的暴雨过程降水时间长、强度大、成灾重.本文着重分析了8-13日暴雨过程中切变线的物理机理,指出8-13日暴雨洪涝是由500hPa青海东南部生成一个切变线,在700hPa四川盆地到陇南形成西南风低空急流北上在甘肃南部形成低涡辐合,低涡高度可到400hPa;强度特征是陇南雷电上形成“V”型风场切变,从文县中庙到徽成县出现TITAN风暴强度连续面后出现短时强降水,以EC细网格点预报700hPa风场西北风切变进入陇南开始,移出陇南两当为止为短时强降水的开始和结束时间,副高的进退来回振荡使降水持续到13日凌晨,引发长时间降水出现洪涝成灾.

摘要： 2008年5月12日Ms 8.0汶川地震引起了中国大陆地区中远场(震中距大于1.5倍的断层破裂长度)大幅度的水位变化.对比地震事件波形图,同震水位变化主要是由地震波的传播导致的动态应变引起的,大体上可能归结为长周期的地震面波.虽然已经有很多由远场地震波引起的水文变化被报导(West et.al.,2005),但是仍然没有探究清楚相应的物理机理.本文引入并援用Skempton's系数B(Zhang et.al.,2009;Zhang et.al.,2011)和有效应力来解释中远场同震水位变化的物理机理(Zhang et.al.,2013).研究发现，水位变化、Skempton's系数B和有效应力变化保持一致的(都上升或者都下降)同震水位变化是由远场地震波振动导致的压缩或者膨胀引起的;而水位变化、Skempton's系数B和有效应力变化不一致的的同震水位变化，能够用远场地震波振动引起的“裂隙疏通”或者“孔隙通道中的毛细圈闭被疏通”导致的渗透率的增强来解释，并且发现符合此类同震水位变化的井大多处于盆地或者凹陷地区，这类地区的岩石结构相对稳定坚固(Zhang et.al.,2013)。

摘要： 数值模拟研究了近地面火球产生、发展的物理图像,着重围绕空爆X光在大气中的转换问题开展较为细致深入的分析,同相关文献结果进行对比,验证了数值模拟程序和参数的可靠性.建立的数值模拟系统和物理分析结论,能增强对强爆炸火球形成发展物理机理的认识,为相关研究的继续深化打下基础.

摘要： 本文从电磁场理论出发,利用严格耦合波方法计算了金属/介质/金属双层光栅结构表面的光谱特性,利用金属/介质/金属膜层结构的色散关系和等效LC回路模型两种理论对金属/介质/金属双层光栅结构表面的共振现象进行研究,讨论了几何参数对结构表面光谱特性的影响,对不同的金属材料的MIM光栅结构共振频率做了对比,结果表明金属/介质/金属双层光栅结构的共振由金属/介质界面上的表面波之间的耦合产生,这也是磁极化效应的物理机理.

摘要： 剪切流动下细胞吸附、滚动和脱附的物理机理对理解相关体内生物过程和体外微流体技术非常重要。已有研究集中于匀速流动下细胞吸附过程，而加速流动广泛存在于体内和体外流动，但加速流动对细胞吸附及脱附的影响及机理尚未查清。我们采用界面追踪法研究了加速流动下细胞的滚动及脱附行为。结果表明：（1）相对匀速流动，加速流动下细胞更难发生滚动和脱附；（2）加速度越小，细胞变形越大，细胞发生滚动和脱附的临界速度也越大。

摘要： 微表处是乳化沥青稀浆罩面的最高级形式，它适用于重要交通道路的预防性养护，如高速公路、城市干线、机场跑道等。本文主要从乳化剂、混合料、助剂、填料、改性剂及外界环境等几方面对微表处用乳化沥青的影响进行的研究,并在实际施工中给予一些建议,通过研究，影响微表处乳化沥青应用效果的因素很多，分析其物理、化学机理，确定其影响因素和控制方法，能保证此类型乳化剂在应用中取得最佳效果和最优质量。

摘要： 本发明公开了大型堤防管涌险情演化机理物理模拟装置，涉及堤防管涌险情演化机理物理模拟装置技术领域，所述大型堤防管涌险情演化机理物理模拟装置，通过根据渗流场监测系统监测到砂层压力水头和覆盖层的抗渗能力，使得在管涌口尚未扩展的覆盖层的上游区域且管涌口尚未扩展的覆盖层上游区域能抵抗承压水头的顶托作用而不发生破坏现象下，通过拆卸可拆换式盖板系统上的盖板，使覆盖层露出，为管涌口向上游扩展时不受约束提供条件，模拟真实堤防管涌险情扩展过程。

摘要： 本发明公开了一种基于多物理场机车用IGBT焊料层空洞演化机理分析方法，首先根据对机车用IGBT模块焊料层进行CT扫描，统计结果显示不同服役里程数的IGBT模块焊料层空洞数量均服从泊松分布，且泊松分布方差λ值与器件服役里程数具有映射关系；基于空洞分布规律建立了机车用IGBT多物理场仿真模型和焊料层上下表面的应变数学描述，研究了随机空洞的演化诱因及规律；最后基于能量的疲劳寿命模型验证了空洞尺寸与演化速率的关系。本发明基于不同服役里程数的焊料层CT扫描结果，统计获得焊料层空洞分布规律；利用该统计规律建立机车用IGBT多物理场仿真模型以及焊料层蠕变的应变数学描述，研究得到空洞的演化机理及规律，为指导器件优化设计和主动运维提供支撑。

摘要： 本发明公开一种采空区积水活化机理研究的物理模拟方法，根据要模拟的煤矿开采条件设计模型的尺寸，确定不同模拟层的厚度和容重；根据要模拟的煤矿岩层主要力学性能参数，选择骨料、胶结料、阻水添加剂和分层材料，并确定骨料和胶结料的比例；模型铺设；布置应力传感器，用于应力检测；密封处理；模型开采和观测。石蜡固基、透明亚克力板边缘加载止水密封橡胶的整体密封、模拟岩土和透明板间的膨胀止水胶止水的“三重”密封方法，既解决了模拟采空区的积水密封问题，还能实现模拟岩土的无阻碍“活化”移动和可视问题；在骨料和胶结料中添加阻水添加剂凡士林，解决了相似模拟中常规配比材料在水的浸泡作用下会迅速泥化的问题。

摘要： 一种多维度‑多物理场裂隙性黄土潜蚀机理物理模型实验装置，包括数据和影像采集系统、试验系统及供水系统，供水系统向试验系统注水，试验系统根据实验设计改变土体模型厚度及裂隙开度，数据和影像采集系统对试验过程数据进行采集、观察及记录；通过试验系统中模型厚度，可以堆填出二维、三维等不同空间维度的模型，在二维维度的基础上，通过加大模型厚度，进而实现揭示符合实际三维维度裂隙黄土潜蚀机理的目的；通过埋设相应的传感器可以监测裂隙性黄土潜蚀过程中水分场、应力场和渗流场等多物理场的变化规律；通过在模型箱上的网格线和摄像机，可以全程记录裂隙黄土潜蚀全过程，弥补了以往模型实验不能观测潜蚀过程的缺憾；操作便利，耐用可靠，尤其适用于裂隙性黄土潜蚀机理的物理模拟。

摘要： 本实用新型公开了台风暴雨型泥石流启动机理物理模型实验系统，包括流动模拟实验系统、人工降雨系统、数据采集系统，流动模拟实验系统由实验槽、基座架和泥石流沟谷模型组成，实验槽安装在基座架上侧表面，基座架用于固定实验槽和承受实验槽的重量，泥石流沟谷模型放置在实验槽的内部；本方案所提出的实验系统具有结构简单，操作方便，灵活性高，可调范围大，调节精度高，适用范围广，数据采集全面等优点，且各种数据可有效的进行统合整理与分析，同时全过程模拟实验能更真实反应台风暴雨型泥石流启动机理特征，能有效提高模型实验的可信度。

摘要： 本发明公开了一种物理机理和机器学习融合的锂离子电池寿命预测方法，包括步骤：锂离子电池首次充放电循环并进行电化学特征测量；构建电化学特征曲线并提取特征量信息；构建机器学习模型并将特征量带入机器学习模型中以评估锂离子电池出厂时的寿命性能差异；构建物理退化机理模型以评估充放电历史引起的锂离子电池寿命衰减；基于锂离子电池出厂性能差异和充放电过程中的寿命衰减，计算锂离子电池的剩余寿命。本发明基于物理退化机理模型和机器学习模型的融合，仅根据锂离子电池出厂时的初始寿命不一致性和充放电循环历史退化两个主要因素的评估结果即可对锂离子电池的寿命进行精确可靠的预测，简便高效。

摘要： 本发明公开了一种基于物理机理的植被覆盖率测算方法，该方法中，根据叶面积指数LAI的实际取值不同，选用不同的测算式获得植被覆盖率，使得最终获得的整体植被覆盖率更为准确，其中，当叶面积指数LAI为零时，基于归一化植被指数进行植被覆盖率测算，当叶面积指数LAI不为零时，基于叶面积指数进行植被覆盖率测算，从而获得更为准确的植被覆盖率。

摘要： 本发明三维建模处理技术领域，提供一种基于物理机理数值模拟的三维模型生成方法及装置，该方法包括：提取模型描述内容的描述特征，模型描述内容表征对目标模型的需求信息，模型描述内容包括文字和/或图形；根据描述特征确定模型的主体信息和/或个体信息，主体信息表征目标模型的整体构造，个体信息表征目标模型的个体特征；根据主体信息和/或个体信息进行三维构建，生成对应于模型描述内容的三维模型，能够适应于物理模拟中大规模建模场景下的三维模型的生成，降低物理建模成本，提高建模效率。

摘要： 本发明公开了一种基于物理机理与机器学习混杂理论的动态场景边界评估方法，其方法为：第一步、通过物理建模求解动态场景边界；第二步、通过支持向量机求解动态场景危险域与安全域边界；第三步、通过支持向量回归求解动态场景危险域中不同等级的危险度边界；第四步、基于物理机理与机器学习混杂理论的动态场景边界评估；有益效果：建立起一套完整标准的目标场景物理模型的构建流程。便于进行车辆的碰撞检测及求解场景危险度。求解出动态场景边界，简单快速且高效。实现了危险场景工况与安全场景工况的划分。实现了根据训练样本对场景危险域与安全域的划分。

摘要： 本发明提供一种面向复杂工业设备物理机理知识的通用表征方法，具体包括以下步骤：步骤1.根据设备物理结构抽象出表征设备物理机理的设备系统结构框图，然后将结合图模型表征故障领域知识；步骤2.基于系统结构框图抽象出系统结构拓扑图，定义对应的图模型，即将设备系统结构框图中的模块用节点表示，模块之间的连线用节点之间的边表示，边的方向与系统结构框图中的关系传递方向一致，节点和边共同组成基于结构框图的设备图模型；步骤3.根据系统、子系统和零部件之间的层级关系实现图模型的层次化。本发明能够用于支撑针对业界实际业务需求快速构建故障分析应用，另一方面允许故障处理的经验和知识在统一故障知识体系中逐渐积累、不断完善。